FacebookTwitterEmailPrint
Vad är DNA-replikation?
DNA-replikation är den process där dina celler skapar exakta kopior av sin genetiska kod. För att göra detta förlitar sig dina celler på de nukleotider som utgör ditt DNA. Nukleotider består av en fosfatgrupp, ett socker med fem kol och en av fyra kvävebaser: adenin, tymin, cytosin och guanin – ofta förkortat till A, T, C och G. Dessa baser har ett specifikt bindningsmönster, där A binder till T och C binder till G, för att bilda nukleotidpar. De bundna nukleotidparen bildar en tvinnad steglös struktur som kallas dubbelhelix, där varje steg i stegen är ett par bundna nukleotider.
För att replikera DNA bryts bindningarna mellan nukleotidbaserna, så att dubbelhelixen delas i två delar. Med hjälp av ett enzym som kallas DNA-polymeras binds sedan varje bas till en ny partner – som tidigare, A med T och C med G – för att bilda en ny DNA-sträng. Detta specifika bindningsmönster resulterar i att två kopior av DNA-molekylen skapas från den ursprungliga versionen.
I vissa fall kommer DNA-polymeraset av misstag att matcha fel baser med varandra, till exempel genom att binda ihop ett A med ett C i stället för ett T. Detta är ett problem, eftersom denna typ av fel kan resultera i en mutation, en nedärvningsbar förändring i DNA. För att undvika detta ”läser DNA-polymeraset av” och stoppar replikeringen om det upptäcker ett fel. När andra enzymer åtgärdar felet kan DNA-polymeraset återuppta och fortsätta tills DNA-replikationsprocessen är avslutad. Denna korrekturläsningsaktivitet är så effektiv att det i genomsnitt bara sker en mutation per 100 miljoner baser.
Varför replikerar DNA?
DNA-replikation spelar en viktig roll för cellernas tillväxt och förnyelse. Växande organismer skapar ständigt nya celler när de utvecklas till en större kropp. Och med tiden kan vissa celler skadas, åldras eller dö. För att din kropp ska fungera ordentligt är det viktigt att dessa celler snabbt ersätts med nya. Celler åstadkommer denna förnyelse och tillväxt genom celldelningen, där en cell delas på mitten för att bilda två nya celler. För att en cell ska kunna dela sig måste den först göra en kopia av sitt eget DNA, vilket är den genetiska koden som den behöver för att fungera korrekt. Det är mycket viktigt att ditt DNA replikeras korrekt, så att de nya cellerna får en exakt kopia av din genetiska sekvens.
Hur upptäcktes DNA-replikeringsprocessen?
I många år var forskarna osäkra på hur en cell replikerade sitt DNA. Tre konkurrerande teorier föreslogs. Den första teorin, känd som den konservativa modellen, hävdade att den ursprungliga DNA-dubbelhelixen förblev helt intakt och att den nya kopian inte lånade några molekyler från originalet. Den semikonservativa modellen föreslog att DNA rullades upp under replikationen och att varje sträng fungerade som en mall för ny syntes. Slutligen, i den dispersiva modellen, trodde man att den ursprungliga dubbelspiralen bröts i många små bitar och att en del av dessa bitar hamnade i varje ny sträng.
Debatten löstes slutligen 1958 av två forskare vid namn Matthew och Franklin Stahl. I ett numera berömt biologiexperiment odlade de bakterier i en speciell lösning för att märka alla cellernas DNA med en markör. Därefter använde de en annan markör för att märka endast det DNA som var nysyntetiserat. De upptäckte att replikerat DNA alltid innehöll en sträng från den ursprungliga DNA-molekylen och en sträng som var nybildad. Detta bevisade att den semikonservativa modellen för DNA-replikation var korrekt.